Wie Sensortechnologien Robotik und Automatisierung in der Öl- und Gasindustrie voranbringen
Die Öl- und Gasindustrie steht unter anhaltendem Druck, die Sicherheit zu erhöhen, betriebsbedingte Ausfallzeiten zu reduzieren und die Lebensdauer kritischer Infrastruktur zu verlängern. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, setzen Betreiber zunehmend Robotersysteme für Inspektionen, Wartung, Bohrarbeiten und Infrastrukturaufgaben ein. Diese Systeme der industriellen Automatisierung führen wesentliche Aufgaben in gefährlichen, unter hohem Druck stehenden und schwer zugänglichen Umgebungen aus und minimieren so wirksam die Gefährdung von Menschen.
Der Einsatz von Robotik im Öl- und Gassektor erfordert präzise Rückkopplungsschleifen. Ingenieure nutzen die Sensortechnologien von Interface, um Kraft-, Drehmoment- und Gewichtsdaten zu messen, Mobilitätssysteme zu testen, die mechanische Leistung zu bewerten und die strukturelle Integrität von Inspektionswerkzeugen zu bestätigen.
Genaue Kraft- und Drehmomentmessungen sind unverzichtbar für Konstruktion, Test und Überwachung von Robotern in der Öl- und Gasindustrie. Dies erfordert Sensortechnologien, die die Navigation verfeinern, Greifkräfte steuern, Seilspannungen überwachen und das Zusammenspiel der Geräte regeln. Eine zuverlässige Datenerfassung wird durch hochpräzise Messgeräte wie Wägezellen, Drehmomentaufnehmer, mehrachsige Sensoren, drahtlose Telemetriesysteme und Sensoren für explosionsgefährdete Bereiche erreicht. So wird über die gesamte Lebensdauer der Anlage ein sicherer und vorhersehbarer Betrieb gewährleistet.
Anwendungen von Robotik und Automatisierung in der Öl- und Gasindustrie
Roboter im Öl- und Gassektor nutzen Sensoren und Instrumentierung von Interface, um Gelände sicher zu navigieren und Hardware sicher zu handhaben. Beispiele für solche Anwendungen lassen sich in diese Hauptkategorien einordnen: Infrastruktur, Produktion und Logistik.
Feldinfrastruktur und entfernte Anlagen mit Robotik
- Autonome Anlagenüberwachung und Sensorik: Bodenroboter inspizieren abgelegene Standorte, unbemannte Bohrlochplätze und Pumpstationen. Ausgestattet mit Wägezellen und mehrachsigen Kraftsensoren an den Manipulatorarmen beseitigen diese Einheiten manuell Ablagerungen, öffnen Schutzgehäuse und überprüfen die physische Stellung von Ventilen.
- Erkennung flüchtiger Emissionen und Leckagen: Mobile „Schnüffel“-Roboter navigieren durch komplexe oberirdische Rohrleitungsnetze, um Lecks aufzuspüren. Kraftrückkopplungssensoren regeln die Positionierung von Infrarot- und optischen Gasbildgebungssonden an Rohrverbindungen und Flanschen.
- Prüfung der strukturellen Integrität und Korrosion: Radgebundene Kriechroboter, die entlang oberirdischer Pipelines, Tragbalken und vertikaler Verarbeitungssäulen fahren, nutzen integrierte Druckwägezellen.
- Notfallabsperrung und Ventilbetätigung: Bei Vorfällen am Bohrlochkopf oder bei Containment-Versagen kommen explosionsgeschützte Bodenroboter zum Einsatz, um Hochdruckleitungen abzusperren und zu isolieren. Bei der Roboterkonstruktion überprüfen Drehmomentaufnehmer das exakt aufgebrachte Drehmoment an schweren Schiebern, verhindern ein Abscheren durch Überdrehmoment und stellen eine vollständige mechanische Abdichtung sicher.
Robotik für Unterwasser-Infrastruktur in der Öl- und Gasindustrie
- Pipeline-Überwachung: Hier kommen autonome Unterwasserfahrzeuge (AUVs) zum Einsatz, die entlang von Tiefsee-Pipelines fahren und mithilfe von Kraftmessungen und visuellen Daten strukturelle Veränderungen oder Lecks erkennen.
- Wartung am Bohrlochkopf: Für diese Aufgaben werden Unterwasser-Roboterarme eingesetzt, um Ventile zu justieren und Reparaturen in Tiefen durchzuführen, in denen der hydrostatische Druck den Einsatz menschlicher Taucher verhindert.
- Greifersteuerung von ROVs: Ferngesteuerte Unterwasserfahrzeuge (ROVs) nutzen mehrachsige Wägezellen, um die auf Unterwasserventile ausgeübte Greifkraft zu regulieren und ein Überdrehen zu verhindern.
Robotik beim Bohren und in der Produktion
- Automatisiertes Rohrhandling: Robotersysteme verbinden und trennen Bohrgestänge. Inline-Sensoren überwachen während des Verschraubens axiale Lasten und das Anzugsdrehmoment, um Schäden an den Verbindungen zu vermeiden.
- Tankkriechroboter: Diese kettengetriebenen Roboter klettern an den Wänden von Lagertanks empor, um die Plattenstärke zu messen. Drucksensoren stellen sicher, dass die Ultraschallsonden konstanten Kontakt zur Oberfläche halten.
Robotik und Automatisierung in der Raffinerielogistik
- Oberflächenwartung: Robotereinheiten strahlen, beschichten und verschweißen Raffineriestrukturen. Mehrachsige Sensoren erfassen den Oberflächenwiderstand, um die Werkzeuge im richtigen Winkel zu positionieren.
- Materialhandling: Automatisierte Fahrzeuge und Portale transportieren schwere Ausrüstung. Integrierte Wägezellen wiegen Materialien in Echtzeit, um Überlastungen zu vermeiden und den Bestand zu verfolgen.
Sehen wir uns zwei Anwendungsfälle genauer an.
Wägezellen für die Stabilität vierbeiniger Roboter
Autonome vierbeinige Roboter inspizieren Raffinerien, indem sie über Stahlgitterroste, Treppen und rutschige Oberflächen navigieren. Um das Gleichgewicht zu halten, integrieren Ingenieure die LBM Druck-Knopfwägezelle von Interface in die Füße des Roboters.
Diese kompakten Mini-Sensoren aus Edelstahl messen Kräfte bis zu 50.000 lbf, um die Bodenkontaktkraft und die Gewichtsverteilung zu erfassen. Jede Zelle ist mit einem WTS-AM-1E Wireless Strain Bridge Transmitter verbunden, der die Daten über einen WTS-BS-6 Wireless Telemetry Dongle an eine Überwachungsstation sendet. Diese drahtlose Rückkopplung ermöglicht es dem integrierten Regelkreis, den Gang des Roboters anzupassen, während dieser zwischen ebenem Beton und unebenem Gelände wechselt. Autonome „Roboterhunde“ werden außerdem für Sicherheitsaufgaben eingesetzt.
Mehrachsige Sensoren für die innere Pipeline-Inspektion
Die Instandhaltung alternder Pipeline-Infrastruktur erfordert zuverlässige, autonome Lösungen zur inneren Überwachung. Pipeline-Inspektionsroboter durchfahren lange Leitungsnetze, um innere visuelle und volumetrische Scans durchzuführen.
Zur besseren Werkzeugsteuerung wird die 6A40 6-Achsen-Wägezelle von Interface in den Manipulatorarm des Roboters integriert. Dieser Sensor liefert während der Navigation und der Kontaktprüfung mehrachsige Kraft- und Drehmoment-Rückmeldungen. Alle Messprofile werden mit dem BX8-HD44 BlueDAQ Series Datenerfassungssystem von Interface protokolliert, angezeigt und ausgewertet, um strukturelle Sicherheitsmargen zu überprüfen.
Drahtlose Telemetrie und Umweltschutz
Physische Kabel im Feld sind anfällig für Risse, Verlegungsprobleme und umweltbedingten Verschleiß. Drahtlose Telemetriesysteme beseitigen diese physischen Verbindungen, indem sie Sensordaten direkt an entfernte Empfänger übertragen.
Für den Einsatz unter Wasser und im Freien schützen abgedichtete Gehäuse die internen Elektronikkomponenten vor Feuchtigkeit, Salznebel und korrosiven Chemikalien, um die Messgenauigkeit aufrechtzuerhalten.
Interface ist Ihr Partner für Robotik- und Automatisierungslösungen in der Öl- und Gasindustrie
Interface ist seit Langem ein Lieferant von Präzisionsmesstechnik für die Öl- und Gasindustrie. Wir verstehen die Anforderungen industrieller, struktureller und wartungsbezogener Anwendungen, die zuverlässige Messungen erfordern, und unsere Produkte sind für diese rauen Einsatzbedingungen ausgelegt. Die Wägezellen, Drehmomentaufnehmer und mehrachsigen Sensoren für explosionsgefährdete Bereiche von Interface sind so konstruiert, dass sie den spezifischen Anforderungen extremer Umgebungen und robotischer Plattformen gerecht werden.
Die Fortschritte in der Robotik der Öl- und Gasindustrie machen uns zu einem Partner, der die Branche versteht und Sie bei der Auswahl der richtigen Produkte für Ihre Anforderungen unterstützen kann – sei es für Konstruktion, Test oder laufende Überwachung. Interface hilft Ihnen dabei, die anspruchsvollen betrieblichen und sicherheitstechnischen Ziele moderner Energieinfrastruktur zu erreichen.
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